一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法
2023-05-14 22:18:36
專利名稱：一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種建築、礦山、冶金、電力、石油、煤炭等行業輸送管的製造工藝，特別是耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法。
背景技術：
在建築、礦山、冶金、電力、石油、煤炭等行業中，物料的輸送是通過管道壓力輸送，輸送管受到較大的壓力和嚴重的磨損，單一材料製成的輸送管難以同時滿足耐磨、耐腐蝕、 抗衝擊、可焊性的綜合要求。目前鑄造方法製備雙金屬複合耐磨管由於成形工藝的限制，存在多方面的不足。中華人民共和國專利號為200510096240. 7的發明專利公開了一種雙金屬複合耐磨管的製造工藝，用普通鋼管作外套管，外套管內裝入聚苯乙烯泡沫塑料製成的消失模，並安裝上澆注系統，把外套管、消失模和澆注系統經過多道次的浸塗料和掛砂處理，在外壁形成殼體，然後放入高溫焙燒爐進行焙燒，實現殼體燒結、泡沫塑料氣化和鋼管預熱，出爐後澆注耐磨合金材料，即製成外層為普通鋼，內襯為耐磨合金材料的複合耐磨管。然而消失模鑄造複合工藝由於在冷型中合金液的流動性影響，不能製備超長管道，一般長度不能超過I. 5米；其次，要實現耐磨合金層與鋼管表面之間的整體冶金結合，必須保證合金層厚度在50mm以上，以提供足夠的結晶潛熱，因此無法生產薄壁管道，雙金屬複合管重量較大，消耗的原材料較多。中華人民共和國專利號為200510096241. I的發明專利公開了一種雙液離心澆注製造雙金屬複合耐磨管的方法，在離心機模管內噴塗石墨塗料，火焰烘乾塗料，封裝離心機模管後，把熔煉好的普通鋼熔液澆注入高速旋轉的離心機模管，製作成普通鋼外套管，待外套管凝固後，澆注熔煉好的耐磨合金熔液，製作成內襯管，在高溫的作用下，使外套管和內襯管實現整體冶金結合，冷卻後拔管清理，即成為外層為普通鋼管，內襯為耐磨合金的雙金屬複合耐磨管。離心鑄造工藝方法只能生產雙金屬複合直管，不能製造雙金屬複合彎管，而且兩層金屬無法實現冶金結合，甚至存在一定大小的縫隙，內襯層易脫落，在高壓應力條件下使用存在一定的安全性問題。製造雙金屬複合管還有兩層鋼套內部灌注耐磨合金鑄造方法，兩層鋼套內部灌注耐磨合金鑄造工藝存在內、外兩層鋼套吸熱，使灌注的合金液凝固潛熱不足，耐磨合金與內、外兩層鋼套間處於無結合狀態；其次，耐磨合金層存在原生缺陷，又無法在現場檢測發現，在使用過程中造成提前磨穿洩漏，惡化工作環境及縮短維修更換周期；而且存在兩層不耐磨的普通鋼套，壁厚和重量較大，增加用戶的設備成本和備件費用。總之，鑄造方法製備雙金屬複合耐磨管還容易出現鑄造工藝的常見缺陷，如疏鬆、縮孔、氣孔，難以保證雙金屬複合彎管的尺寸精度及質量；通過加入稀有元素提高材料的硬度和耐磨性，因而消耗較多的稀有元素，生產成本較高；鑄造都是單件生產，生產效率較低。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，提供一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法，該方法可以生產不同直徑、不同彎曲角度的雙金屬複合耐磨彎管。
本發明一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法通過下述技術方案實現，包括如下步驟和工藝條件I、帶鋸床下料，內層管採用合金鋼管材，外層管採用低碳鋼管材；2、車削內外管材，加工到過盈配合尺寸；3、外管加熱到400 500攝氏度,將內管壓入外管中，外管冷卻後,外管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管；4、將雙金屬複合直管套到芯模上，通過中頻感應加熱雙金屬複合直管，再推擠雙金屬複合直管的一端，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模進行擴徑，再經過彎曲芯模進行彎曲，形成雙金屬複合彎管；5、製作埠耐磨套； 6、銑削彎管兩端保證角度；7、車削加工彎管兩端法蘭；8、工裝定位焊接彎管兩端法蘭；9、彎管整體淬火；10、表面拋丸處理；11、工裝定位銑鏜加工彎管兩端法蘭全部至圖示要求；12、表面油漆；13、入庫裝箱。所述雙金屬複合彎管的製造過程中，內層管採用合金無縫鋼管材料，合金無縫鋼管材料包括軸承鋼、滲碳軸承鋼、合金結構鋼等。軸承鋼包括GCrl5、9Crl8、9Crl8Mo等；滲碳軸承鋼系列包括G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20CrNi4、G20CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo等；合金結構鋼系列包括35Mn2、27SiMn、45B、20MnMoB、35Cr、50Cr、30CrMo、35CrMnSiA、12CrMoV、45CrNi、18Cr2Ni4等；通過熱處理可以達到高硬度，而且耐腐蝕；外層管採用低碳鋼無縫管坯，低碳鋼為20號、10號鋼等，具有良好的焊接性能，硬度較低，但韌性良好，抗衝擊。所述雙金屬複合彎管的製造過程中，車削內外管材，加工到過盈配合尺寸為0. 2mmo所述雙金屬複合彎管的製造過程中，將外管加熱，內管壓入外管中，外管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管，外管加熱溫度為300 500攝氏度。所述雙金屬複合彎管的製造過程中，將雙金屬複合直管套到芯模上，通過中頻感應加熱雙金屬複合直管，再推擠雙金屬複合直管的一端，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模進行擴徑，再經過彎曲芯模，進行彎曲，形成雙金屬複合彎管，中頻感應加熱溫度為900 1200攝氏度。本發明與現有技術相比具有以下突出的優點I、內層採用合金鋼、外層採用低碳鋼製成的雙金屬複合彎管具有耐磨、耐腐蝕、抗衝擊優異的綜合性能；2、通過擴徑彎曲塑性變形工藝使內層合金鋼與外層低碳鋼緊密地結合到一起，內層與外層之間沒有間隙；3、適合流水生產線大批量生產，生產效率高。
圖I是本發明實施例I所述推擠擴徑彎曲雙金屬複合彎管成形過程結構示意圖。圖2是本發明實施例I所述製備的一種90度雙金屬複合彎管結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。實施例一本實施例所要製備的是一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管。首先帶鋸床下料，內層管採用GCrl5鋼管材，外層管採用20號低碳鋼管材；再車削內外管材，加工到 過盈配合尺寸，過盈為0. 2mm ;然後外管加熱到400 500攝氏度，將內管壓入外管中，外管冷卻後，外管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管毛坯；如圖1，從A方向再將雙金屬複合直管8、7依次套到直徑為85mm的芯模6上，推擠工具從A方向推擠雙金屬複合直管7，將推擠力P施加到雙金屬複合直管7的端面上，套在芯模6上的雙金屬複合直管的端面相互接觸，後面的雙金屬複合直管將力傳遞到前面的雙金屬複合直管，雙金屬複合直管依次進入中頻感應加熱線圈5內，中頻感應加熱線圈通電加熱雙金屬複合直管達到780 820攝氏度，在A方向推擠力P的作用下，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模4進行擴徑，再經過彎曲芯模3，使雙金屬複合管進行彎曲，形成雙金屬複合彎管2 ;雙金屬複合彎管2的彎曲半徑由彎曲芯模3的彎曲半徑R決定，在本實施例中R為0. 5米，雙金屬複合彎管內經由彎曲芯模3的最大直徑端面B-B處的直徑d決定，在本實施例中d為0. 124米。雙金屬複合彎管2經過彎曲芯模3後形成90度的雙金屬複合彎管產品I，雙金屬複合彎管產品I在後續的雙金屬複合彎管2繼續推擠下從彎曲芯模3的尾端B-B處脫離，從而獲得雙金屬複合彎管產品。從A方向將新的雙金屬複合直管毛坯套到芯模6上，重複進行推擠，則可連續生產出雙金屬複合彎管產品。再製作埠耐磨套；然後銑鏜彎管兩端保證角度；再車削加工彎管兩端法蘭；再工裝定位焊接彎管兩端法蘭9，獲得如圖2所示的90度的雙金屬複合彎管產品；再在870攝氏度對彎管整體淬火，內層材料硬度達到HRC52以上；然後表面拋丸處理；再工裝定位銑削加工彎管兩端法蘭全部至圖示要求，保證角度；最後表面油漆，入庫裝箱。本發明內層採用圖2所示的軸承鋼10、外層採用低碳鋼11製成的雙金屬複合彎管具有耐磨、耐腐蝕、抗衝擊優異的綜合性能；通過擴徑彎曲塑性變形工藝使內層合金鋼與外層低碳鋼緊密地結合到一起，內層與外層之間沒有間隙；適合流水生產線大批量生產，生產效率高。實施例二本實施例所要製備的是與實施例一相同的一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管，工藝步驟和方法與實施例一相同，不同之處在於將實施例一製造獲得的如圖2所示的90度的雙金屬複合彎管產品在中間位置45度處切斷，獲得45度雙金屬複合彎管。實施例三本實施例所要製備的是與實施例一相同的一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管，工藝步驟和方法與實施例一相同，不同之處在於內層管採用的為G20CrMo材料。
實施例四本實施例所要製備的是與實施例一相同的一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管，工藝步驟和方法與實施例一相同，不同之處在於內層管採用的為12CrMoV合金結構鋼材料。實施例五本實施例所要製備的是與實施例一相同的一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管，工藝步驟和方法與實施例一相同，不同之處在於彎曲芯模3的直徑d在本實施例中為0. 3 米。
實施例六本實施例所要製備的是與實施例一相同的一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管，工藝步驟和方法與實施例一相同，不同之處在於彎曲芯模3的彎曲半徑R在本實施例中為I米。
權利要求
1.本發明一種雙金屬複合彎管的製造方法，其特徵在於該製造方法按如下步驟和工藝條件進行 (1)帶鋸床下料，內層管採用合金鋼管材，外層管採用低碳鋼管材； (2)車削內外管材，加工到過盈配合尺寸； (3)外管加熱到400 500攝氏度,將內管壓入外管中，外管冷卻後，外管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管； (4)將雙金屬複合直管套到芯模上，通過中頻感應加熱雙金屬複合直管，再推擠雙金屬複合直管的一端，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模進行擴徑，再經過彎曲芯模進行彎曲，形成雙金屬複合彎管； (5)製作埠耐磨套； (6)銑削彎管兩端保證角度； (7)車削加工彎管兩端法蘭； (8)工裝定位焊接彎管兩端法蘭； (9)彎管整體淬火； (10)表面拋丸處理； (11)工裝定位銑鏜加工彎管兩端法蘭全部至圖示要求； (12)表面油漆； (13)入庫裝箱。
2.如權利要求I所述雙金屬複合彎管的製造過程中，其特徵在於內層管採用合金無縫鋼管材料，合金無縫鋼管材料包括軸承鋼、滲碳軸承鋼、合金結構鋼等。軸承鋼包括GCrl5、9Crl8、9Crl8Mo 等；滲碳軸承鋼系列包括G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20CrNi4、G20CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo 等；合金結構鋼系列包括35Mn2、27SiMn、45B、20MnMoB、35Cr、50Cr、30CrMo、35CrMnSiA、12CrMoV、45CrNi、18Cr2Ni4 等；外層管採用低碳鋼無縫管，低碳鋼為20號、10號鋼等。
3.如權利要求I所述雙金屬複合彎管的製造過程中，其特徵在於車削內外管材，加工到過盈配合尺寸為0. 2mm。
4.如權利要求I所述雙金屬複合彎管的製造過程中，其特徵在於將外管加熱，內管壓入外管中，夕卜管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管，夕卜管加熱溫度為300 500攝氏度。
5.如權利要求I所述雙金屬複合彎管的製造過程中，其特徵在於將雙金屬複合直管套到芯模上，通過中頻感應加熱雙金屬複合直管，再推擠雙金屬複合直管的一端，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模進行擴徑，再經過彎曲芯模，進行彎曲，形成雙金屬複合彎管，中頻感應加熱溫度為900 1200攝氏度。
全文摘要
本發明公開了一種耐磨、耐腐蝕、抗衝擊雙金屬複合彎管的製造方法，採用合金鋼管材製造內層管，低碳鋼管材製造外層管，帶鋸床下料後，車削內外管材，加工到過盈配合尺寸，然後加熱外管，將內管壓入外管中，外管與內管形成過盈配合的雙金屬複合直管，將雙金複合直管套到芯模上，通過中頻感應加熱雙金屬複合直管，再推擠雙金屬複合直管的一端，使雙金屬複合直管通過尺寸由小變大的錐形芯模進行擴徑，再經過彎曲芯模進行彎曲，形成雙金屬複合彎管，然後工裝定位焊接彎管兩端法蘭，再彎管整體淬火。本發明雙金屬複合彎管具有耐磨、耐腐蝕、抗衝擊優異的綜合性能，可以應用於建築、礦山、冶金、電力、石油、煤炭等行業物料的輸送。
文檔編號B23P15/00GK102794601SQ201110134399
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月23日 優先權日2011年5月23日
發明者周照耀 申請人:周照耀